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Introducción
Con la incorporación de México al Acuerdo General sobre Aranceles Aduaneros y de Comercio (GATT, por sus siglas en inglés) en 1986 y la entrada en vigor del Tratado de Libre Comercio con América del Norte (TLCAN) en 1994, las presiones sobre sus recursos naturales se incrementaron. Autores como Barton y Merino (2004) especulan que estas han sido factores que contribuyen al deterioro de los recursos forestales; pero no exclusivos del libre comercio, pues existen causas que rebasan los intercambios comerciales; por ejemplo: los malos planes de administración forestal, el crecimiento de la mancha urbana, el aumento de las tierras agrícolas y ganaderas, y la tala clandestina.
Históricamente, la producción maderable en México procede de los bosques naturales (Álvarez et al., 2015; Lujan et al., 2016); en promedio, durante el periodo de 1990 a 2014, 84 % de la producción provino de los bosques de coníferas, 11 % de los bosques de latifoliadas y 5 % de los tropicales (Semarnat, 2014). Por ello, se puso especial atención en la estimación de turnos biológicos o técnicos (Semarnat, 2010).
En 1995, se incentivó el establecimiento de las plantaciones forestales maderables comerciales (PFMC), con la finalidad de aumentar la producción y productividad del subsector de materias primas, disminuir la presión sobre las zonas forestales naturales y aumentar los ingresos de las familias rurales (Luján et al., 2016). Asimismo, surgieron como una opción productiva para convertir terrenos agropecuarios que habían perdido su vegetación, en terrenos forestales capaces de producir materias primas para abastecer la industria forestal y proveer de servicios ecosistémicos (Conafor, 2016). Andreoni y Bussoni (2014) señalan que la demanda creciente de productos maderables puede abordarse mediante una estrategia adaptativa, a través del mejoramiento genético en plantaciones.
Por otra parte, con la puesta en marcha de la Estrategia Nacional de Manejo Forestal Sustentable para el Incremento de la Producción y Productividad 2013-2018 (Enaipros) y de la Estrategia Nacional REDD+ (Reducción de Gases de Efecto Invernadero por Deforestación y Degradación de los Bosques) por parte de la Conafor, uno de los grandes retos es incrementar la producción forestal maderable y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero; por tal motivo, las PFMC se consideran como una opción viable para el logro de esos objetivos (Geréz y Pineda, 2011; Conafor, 2016).
Con la implementación de ambas estrategias, se ha promovido el establecimiento de PFMC de especies tropicales de rápido crecimiento como: Tectona grandis L. F., Gmelina arborea Roxb., Cedrela odorata L., y Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Conafor, 2016). Con ello, surgió la necesidad de tener turnos forestales viables de acuerdo a las necesidades actuales (turnos técnicos, económicos y económico-ambientales).
La aplicación de la teoría del turno económicamente óptimo en PFMC no ha sido tratada con suficiente profusión en la literatura forestal de México. Autores como Medema y Lyon (1985), en uno de los primeros trabajos que abordan el problema, aplicaron la formulación y solución de Faustmann propuesta en 1849, mediante un procedimiento iterativo para el cálculo de la edad óptima. Tait (1986), Chang (1998), y Smart y Burgess (2000) emplearon dicha formulación, por medio de una solución generalizada, mediante programación dinámica. Respecto a los turnos forestales que incorporan como entrada la producción maderable y la captura de carbono, existen citas desde la década de los noventa (Hoen y Solberg, 1994; Van et al., 1995; Romero et al., 1998).
Si bien, hay estudios a nivel internacional de turnos forestales, la problemática básica de la administración y de los aprovechamientos maderables en México gira en torno a los pocos esfuerzos realizados por investigar turnos adecuados y, en mayor medida, para el estado de Tabasco, a pesar de ser una de las principales entidades con PFMC (Conafor, 2016).
En esta investigación se planteó la siguiente hipótesis: a medida que se incorporan aspectos ambientales en la estimación de los turnos económicos, la edad óptima de corta es mayor, con lo que se observa un alargamiento en el número de años del turno forestal. El objetivo, fue analizar el comportamiento y la relación entre tres tipos de turnos forestales en plantaciones maderables comerciales de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, ubicadas en el municipio Balancán, Tabasco, México; bajo el cálculo de las modalidades: técnicos, económicos y económico-ambiental; así como, aportar elementos que contribuyan a la toma de decisiones en las empresas forestales.
Materiales y Métodos
Área de estudio
El área de estudio se localiza en el municipio Balancán, en la región Usumacinta de Tabasco, México. Se encuentra en las coordenadas 17°48' latitud norte y 91°32' longitud oeste; colinda al norte con Campeche, al sur con los municipios Tenosique y Emiliano Zapata, al este con el estado de Campeche y la República de Guatemala, al oeste con el municipio Emiliano Zapata y Campeche (Municipios.mx, 2016) (Figura 1).
Modelo de crecimiento ajustado
Se ajustó un modelo de crecimiento tipo Schumacher, el cual relaciona el volumen de madera con la edad y asume que la tasa de crecimiento varía inversamente con la edad (López y Valles, 2009).
Donde:
V(t) = Volumen de madera en el año t (m3árbol-1)
t = Edad (años)
βi = Parámetros, para i = 0 y 1
Turnos forestales
Se estimaron cinco turnos forestales: dos técnicos (máxima producción total y máxima producción media), dos económicos (turno de Hotelling, 1931; turno de Faustmann, 1849) y uno económico-ambiental (turno de Hartman, 1975). Los tres últimos, bajo la determinación del valor monetario de la producción maderable, como lo plantean Romero et al. (1998).
Turnos técnicos. El enfoque técnico representa un análisis raso, debido a su poca complejidad para manipular la función de crecimiento o producción. La máxima producción total está en el punto más alto de la función de producción; de tal forma que, el turno óptimo de corta es cuando la producción marginal es igual a cero. Asimismo, la función de máxima producción media se obtiene dividiendo la función de producción entre la edad de la plantación (t) (Bonilla y Alarcón, 2015).
Turnos económicos. Concepto en la economía y administración forestal que incorpora aspectos de tipo económico, tales como: costos de producción, precios de la madera, y tasa de interés. Dada la importancia teórica y práctica, se analizaron dos turnos económicos: la formulación de Hotelling de 1931 y la aproximación de Faustmann de 1849 (Díaz, 1997).
El procedimiento sugerido por Hotelling consiste en maximizar el Valor Actual Neto (VAN) de la inversión:
Donde:
p = Precio de la madera (pesos mexicanos)
V(t) = Volumen de madera en el año t (m3 árbol-1)
i= Tipo de descuento
t = Edad (años)
k = Costo de la plantación (pesos mexicanos árbol-1)
Por lo tanto, la condición de equilibrio de la Ecuación 2 está dada por la siguiente expresión:
Donde:
V´( t )= Producto marginal de madera en el año t
El modelo sugerido por Faustmann incluye una variable de renta de la tierra, de esta manera, la expresión 2 se convierte en:
Donde:
R = Renta de la tierra (pesos mexicanos)
dt = Diferencial de la edad
Y la condición de equilibrio de la Ecuación 4 es:
Turno económico-ambiental. La idea básica de Hartman consiste en introducir una función G(t) que mide el flujo de servicios no madereros o ingresos (ambientales, recreativos o ecosistémicos) generados por una masa forestal con una edad de t años, además de la curva de producción V(t) (Romero, 2001). El modelo de Hartman planteado es:
De donde la condición de equilibrio está dada por:
La curva de rendimientos no madereros sugerida por Hartman es una función de producción, en la cual, las productividades marginales pueden decrecer, pero nunca son negativas. La función G(t) se calculó mediante el valor del carbono capturado en la plantación.
Estimación del carbono capturado
El carbono acumulado (capturado) por hectárea, se estimó en función del rendimiento volumétrico a través de la cantidad de carbono existente por cada m3 de madera. Se consideró la densidad de la madera y el contenido de carbono en biomasa estimada con el procedimiento de Smith et al. (1993).
La cantidad de CO2e (carbono equivalente) del Cuadro 1 solo incluye el carbono contenido en la biomasa del fuste, el de las ramas y el follaje se calculó mediante factores de conversión de biomasa aérea total, a partir de la biomasa del fuste. La producción de biomasa del fuste respecto al área total para Eucalyptus grandis Hill ex Maiden fue de 88 %; por lo tanto, el factor de conversión fue: 100/88=1.136. Así, la cantidad de CO2e, total por cada m3 de madera fue de 0.919 toneladas.
Cuadro 1 Estimación del carbono capturado por Eucalyptus grandis Hill ex Maiden.
| Variable | Eucalyptus grandis |
|---|---|
| Densidad (t m-3) | 0.46 |
| Contenido de carbono en biomasa (% en forma decimal) | 0.48 |
| Proporción carbono/volumen (tC m-3) | 0.46 × 0.48 = 0.22 |
| Proporción CO2e volumen de madera (tCO2e m-3)† |
|
Fuente: Téllez et al. (2008).
† = CO2 equivalente; †† = 44 corresponde al peso molecular de CO2 y 12 al peso molecular de C.
El valor de los beneficios por la captura de carbono G(t) se estimó con el planteamiento de Van et al. (1995) y la modificación del mismo realizada por Stainback y Alavalapati (2002):
Donde:
G(t)= Valor neto de los beneficios por capturar carbono (pesos mexicanos)
πco2Tot = Valor total del árbol en pie por capturar carbono (pesos mexicanos)
πco2Des = Valor descontado por la madera cosechada (pesos mexicanos)
p c = Precio del carbono ($/tCO 2 e)
α = Constante que expresa la proporción de CO2e por m3 de madera
V(t)= Volumen de madera en el año t (m3 árbol-1)
i= Tipo de descuento
t= Edad (años)
dt= Diferencial de la edad
β = Proporción descontado de la madera cosechada
Se consideró un valor de β igual a 0.10; es decir, en todo el proceso de cosecha y aserrío se libera 10 % del carbono capturado.
Procedencia de la información
En la presente investigación se utilizaron datos de tres inventarios forestales (2009, 2010 y 2011) realizados por la empresa “Productora de Plantaciones del Sureste” (Proplanse) en plantaciones de Eucalyptus grandis ubicadas en el municipio Balancán, Tabasco, México. El diseño de muestreo fue aleatorio estratificado, y se definieron como unidades de muestreo sitios de dimensiones fijas. La ecuación para cubicar árboles en pie se obtuvo de Proplanse, la cual es una modificación al modelo australiano.
Donde:
V = Volumen en metros cúbicos sin corteza (m3)
d= Diámetro normal en metros (m)
a= Altura total del árbol en metros (m)
Se consideró el tipo de interés promedio o descuento proporcionado por Cetes (8 %) y un precio promedio del carbono de $107.00 por tonelada de CO2e (tabulador promedio usado por European Climate Exchange Carbon de 2010 a 2014), los datos referentes a los costos de la plantación ($38 000 ha-1, pesos mexicanos), el precio de la madera ($650 m-3, pesos mexicanos) y la renta de la tierra ($2 000 ha-1 año-1, pesos mexicanos) fueron proporcionados por la empresa Proplanse.
Resultados y Discusión
Con base en los resultados obtenidos, se formuló la función de producción tipo Schumacher:
La función de producción muestra un coeficiente de correlación alto (R2 = 0.9989), que indica un ajuste y bajos niveles de Suma de Cuadrados del Error (SCE = 0.00062).
Turnos técnicos. La función tipo Schumacher tiene una asíntota horizontal, lo cual implica que no decrece. Para tal fin, se obtuvo una aproximación discriminando 10 % de la producción total, debido a que los incrementos marginales son mínimos, tal como se muestra:
Donde:
α = Porcentaje de la producción por discriminar (10 % en este estudio)
Al resolver dicha ecuación y sustituir en la función de producción (Ecuación 9), la Máxima Producción Total (MPT) se alcanza a los 97.20 años de edad de la plantación. La función de producción tipo Schumacher resultó ser un modelo inadecuado para el cálculo de la MPT debido a que el modelo ajustado permite proyectarse 25 % a futuro, de acuerdo a lo establecido por Montgomery et al. (2007); es decir, predice aceptablemente hasta el año 19 (la información presentada es de tipo indicativo).
La Máxima Producción Media (MPM) corresponde a los 10.24 años de edad de la plantación (Figura 2).
Figura 2 Curvas de Producción Marginal (PMg) y Producto Medio (PMe) para Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, derivadas de la función Schumacher ajustada.
Turnos económicos. Una vez sustituidos los valores económicos en las formulaciones de Hotelling y Faustmann, se calcularon las curvas de equilibrio, que para el turno de Hotelling fue de 11.32 años y de 10.82 años para el de Faustmann (Figura 3, Cuadro 2).
VAN = Valor Actual Neto
Figura 3 Curvas de equilibrio de Hotelling, Faustmann y Hartman para Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, derivada de la función Schumacher ajustada.
Cuadro 2 Sinopsis de los turnos forestales estimados para Eucalyptus grandis Hill ex Maiden.
| Turnos | Tipo | Turno forestal (años) |
|---|---|---|
| Técnicos | Máxima producción total | 97.20 |
| Máxima producción media | 10.24 | |
| Económicos | Hotelling | 11.32 |
| Faustmann | 10.82 | |
| Económico-Ambiental | Hartman | 11.64 |
Turno económico-ambiental. Al integrar los valores económicos y ambientales en la formulación de Hartman, se obtuvo la función de equilibrio (Figura 3, Cuadro 2), cuyo turno se alcanza a los 11.64 años de edad.
Los turnos forestales estimados constituyen un aporte novedoso tanto para los inversionistas en las PFMC del municipio Balancán, Tabasco, como para algunos lugares con características biofísicas similares al área de estudio, ya que podrían emplearse como un punto de referencia en la administración de las plantaciones.
De acuerdo con Frangi et al. (2016) y Santiago et al. (2015), Eucalyptus grandis es de rápido crecimiento; por ello, los turnos forestales son cortos en comparación con otras especies destinadas al aserrío. A continuación, se presenta una breve comparación y la relación que guardan los cinco turnos considerados.
Se observó que existe una relación creciente en el turno forestal al incorporar variables económico-ambientales, como la captura de carbono. En términos generales, disminuyó a medida que se consideró un número mayor de aspectos económicos en su determinación (costos), y al incluir factores ambientales y recreativos (ingresos), el turno forestal aumentó. Dicho comportamiento fue el siguiente: Máxima Producción Media (10.24 años), turno de Faustmann (10.82 años), turno de Hotelling (11.32 años), turno de Hartman (11.64) y Máxima Producción Total (97.20 años).
Al centrar el análisis en el de Hartman, se observó que en comparación con el de Hotelling hubo un incremento de 3.2 meses; con respecto al de Faustmann, el aumento fue de 9.8 meses, y con relación a la MPM fue de 16.8 meses.
En el estado de Oaxaca se han estimado datos similares para esta especie (Téllez et al., 2008), después de analizar dos escenarios: 1) madera para celulosa y 2) madera para aserrío y celulosa, con un enfoque económico. En el primero se determinó que el turno varía de 6.9 a 9.0 años, para el segundo de 9.0 a 13.5 años; al incorporar un ingreso por captura de carbono, el turno aumentó entre 12 y 20 meses, o bien de 17 a 30 meses, respectivamente. Algunos autores estiman que los turnos forestales de Eucalyptus grandis en Colombia fluctúan de 6 a 8 años (Restrepo y Alviar, 2010; Gómez et al., 2012).
Es importante mencionar que el alargamiento en el turno forestal obedece a la génesis (estructura) de cada modelo; sin embargo, al extenderse el turno forestal se favorece la generación de madera de duramen (mayor cantidad) y la captura de carbono. Dias et al. (2016) refieren que el género Eucalytus con turnos cortos presenta buenos crecimientos, pero mala calidad para madera y papel, así como para el secado. Por lo anterior, una ampliación en el turno posibilita la obtención de madera con mejores características anatómicas.
Conclusiones
A medida que se incorporan aspectos económico-ambientales en la estimación de los turnos forestales para Eucalyptus grandis, se observa un incremento en la edad óptima de corta.
La estimación de los turnos forestales para E. grandis evidencian una máxima producción media, turno de Faustmann, turno de Hotelling, turno Hartman y máxima producción total.
El turno de Hartman es adecuado para un aprovechamiento forestal sustentable, en tanto que retoma los aspectos de la propuesta de Faustmann e incorpora el valor de servicios ambientales y recreativos que proporciona la plantación.
El alargamiento del turno forestal incrementa el volumen de biomasa, con la posibilidad de obtener mayor madera de duramen para celulosa, así como más cantidad de carbono capturado, lo que incrementa el beneficio social.
